Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Автоколебания

Автоколебания (далее А) незатухающие колебания, которые могут существовать в какой-либо системе при отсутствии переменного внешнего воздействия, причем амплитуда и период колебаний определяются свойствами самой системы. Этим А отличаются от вынужденных колебаний, амплитуда и период которых определяются характером внешнего воздействия (приставка "авто" и указывает на то, что колебания возникают в самой системе, а не навязываются внешним воздействием). А отличаются и от свободных колебаний (например, колебаний свободно подвешенного маятника, колебаний силы тока в электрическом контуре) тем, что, во-первых, свободные колебания постепенно затухают, во-вторых, их амплитуда зависит от первоначального "толчка", создающего эти колебания. Примерами А могут служить колебания, совершаемые маятником часов, колебания струны в смычковых или столба воздуха в духовых музыкальных инструментах, электрические колебания в ламповом генераторе (см. Генерирование электрических колебаний). Системы, в которых возникают А, называются автоколебательными.

  Автоколебательные системы во многих случаях можно разделить на 3 основных элемента: 1) колебательную систему (в узком смысле); 2) источник энергии, за счет которого поддерживаются А, и 3) устройство, регулирующее поступление энергии из источника в колебательную систему. Эти 3 основных элемента могут быть отчетливо выделены, например, в часах, в которых маятник или баланс служит колебательной системой, пружинный или гиревой завод — источником энергии, и, наконец, анкерный ход — механизмом, регулирующим поступление энергии из источника в систему. В ламповом генераторе колебательной системой служит контур, содержащий емкость и индуктивность и обладающий малым активным сопротивлением; выпрямитель (или батарея), питающий напряжением анод лампы, является источником энергии, а электронная лампа с элементом обратной связиустройством, регулирующим поступление энергии из источника в колебательный контур.

  В часах, например, А осуществляются следующим образом (рис.). При прохождении качающегося балансира 1 через определенное положение (обычно дважды за период) спусковое устройство 2 и 3 подталкивает колесо балансира, сообщая ему энергию, необходимую для того, чтобы компенсировать потерю энергии за полпериода колебаний. Балансир часов совершает А с амплитудой, целиком определяемой свойствами часового механизма. Однако для того, чтобы эти А возникли, обычно нужно не только завести пружинный завод, но и слегка встряхнуть часы, т. е. сообщить начальный толчок балансиру. Т. о., часы — это в большинстве случаев автоколебательная система без самовозбуждения. В духовых инструментах продувание струи воздуха поддерживает А столба воздуха в трубе инструмента, а в струнных смычковых инструментах А поддерживаются силой трения, действующей между смычком и струной.

  Чтобы колебания были незатухающими, поступающая из источника в систему энергия должна компенсировать потери энергии в самой системе. Такая компенсация происходит в целом за период колебаний; но в одни части периода поступающая энергия может превышать потери в системе, в другие, наоборот, потери в системе могут превышать поступление энергии в нее. То значение амплитуды колебаний, при котором происходит компенсация потерь в целом за период, и является стационарным (не изменяющимся со временем) значением амплитуды А Такой баланс поступления и потерь энергии оказывается возможным только при определенных значениях амплитуды А (в простейших случаях только при одном значении).

  Обычно при значениях амплитуды колебаний, меньших стационарной, поступление энергии в систему превышает потери в ней, вследствие чего амплитуда колебаний возрастает и достигает стационарного значения. В частности, если в систему поступает энергия больше, чем теряется в ней при сколь угодно малых амплитудах колебаний, то происходит самовозбуждение колебаний. Наоборот, при амплитудах, превышающих стационарное значение, потери энергии в системе обычно превышают поступление энергии из источника, вследствие чего амплитуда колебаний уменьшается и также достигает стационарного значения. Т. о., отклонения амплитуды А в ту или другую сторону от стационарного значения затухают, и А в этих случаях устойчивы.

  Однако в некоторых случаях отклонение амплитуды колебаний от стационарного значения и нарушение компенсации потерь энергии в системе приводят к дальнейшему росту отклонений амплитуды от стационарного значения. Это будет иметь место, если при уменьшении амплитуды потери начинают преобладать над поступлением энергии или, наоборот, при увеличении амплитуды поступление энергии начинает преобладать над потерями. В этом случае А неустойчивы, и, вследствие наличия во всякой реальной системе неизбежных возмущений и толчков, такие А длительное время существовать не могут.

  Форма А может быть различной. Если добротность колебательной системы велика, т. е. потери энергии в колебательной системе относительно малы, то для поддержания А в систему за период должно поступать количество энергии, очень малое по сравнению с полной энергией колебательной системы. При этом характер происходящих процессов почти не изменяется по сравнению с тем, как они протекали бы в системе без поступления энергии. В этом случае период и форма А будут очень близки к периоду и форме собственных колебаний колебательной системы; если собственные колебания в системе по форме близки к гармоническим, то А также близки к гармоническим.

  В систему с малой добротностью для поддержания А должна поступать энергия, уже не малая по сравнению с энергией системы, что может существенно изменить характер происходящих в ней процессов; в частности, форма А может значительно отличаться от синусоидальной. Если за период А рассеивается вся накопленная в системе энергия (т. е. система уже не колебательная, а апериодическая), то А могут очень сильно отличаться по форме от синусоидальных, т. е. превратиться в т. н. релаксационные колебания.

  Возможность установления баланса энергии только при определенных значениях амплитуды А обусловлена наличием в системе т. н. нелинейного элемента, свойства которого зависят от состояния системы (например, сопротивления, которое зависит от приложенного к этому сопротивлению напряжения).

  Лит.: Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М., 1959; Теодорчик К. Ф., Автоколебательные системы, 3 изд., М.— Л., 1952.

  С. Э. Хайкин.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 25.07.2021 15:37:09
15:24 Доктор Мясников сравнил противников вакцинации с геями
15:20 Москвич принуждал делать закладки с наркотиками собственного ребенка
15:17 Российская рапиристка завоевала серебро на Олимпиаде в Токио
15:13 Дело о гибели министра Амурской области после избиения на турбазе передали в СКР
15:03 В России недосчитались двух миллионов трудовых мигрантов
14:48 В России впервые с мая снизилось количество случаев коронавируса за неделю
14:47 Умер главный внештатный гематолог Минздрава Валерий Савченко
14:45 Москвичей взволновало фото реконструкции зимнего сада Дворца пионеров
13:16 Кардиолог назвал способ самостоятельно остановить приступ аритмии
Больше новостей
Сегодня Конвейер ужаса и боли. Уникальные снимки из немецкого концлагеря, в котором погибли тысячи жителей СССР
СегодняСиловые структуры «Он был стратегом воровской войны» Как убийство советника Деда Хасана навсегда изменило криминальный мир Москвы
Сегодня «Год горя и одиночества» Пустота и попытки пережить смутные времена: лучшие фотографии мира, снятые на iPhone
14:18 Макрон уличил участников акций против «санитарных пропусков» в эгоизме
14:44 Пушков рассказал об «экзотических» сценариях борьбы Киева с «Северным потоком-2»
14:42 Хакеры выставили на продажу базу с миллиардами номеров из Clubhouse
24 июля 2021Бывший СССР «Мусор с советским менталитетом» В Прибалтике опять воюют с русским языком. Почему его считают угрозой для Европы?
СегодняКультура «Без тревоги она бы умерла» История пациентки, которая не могла жить без постоянного страха, волнения и стресса
14:27 В Москве родился детеныш редкой породы альпаки
14:01 «Новая мода» в ремонте подъездов жилых домов озадачила москвичей
14:20 Россиянка завоевала бронзу в соревновании рапиристок на Олимпиаде в Токио
24 июля 2021Россия «Эта война никому нахрен не была нужна» Как разгоралась первая чеченская и кто помешал победе оппозиции над Дудаевым
Сегодня «Туристы сюда точно не поедут» Как московские атеисты восстанавливают храмы на Русском Севере
14:14 Турецкие военные нейтрализовали семерых боевиков в Сирии в ответ на атаку на БТР
14:07 Защищавшего нарколабораторию россиянина из Ленобласти разыскивали почти 10 лет
13:58 Два человека погибли в ДТП со скорой помощью в Нижегородской области
23 июля 2021Спорт Валерий Карпин возглавил сборную России по футболу. Чем известен новый тренер и почему выбрали именно его?
24 июля 2021 «Мы страдаем молча» Трансгендеры в Азии переживают тяжелые времена. Как пандемия перевернула их жизнь?
12:53 В подмосковном Раменском неизвестный порезал девушку ножом и скрылся в лесу
14:05 Глава ЦИК Памфилова рассказала о гордости за свою работу
13:46 Москвичей взволновали условия антисанитарии в одном из популярных ресторанов
Сегодня Видео: самый крутой Mercedes Sprinter, роскошный, как дворец Как вложить 16 миллионов и превратить обычный вэн в Maybach
23 июля 2021 Россия без флага, японский колорит и пустые трибуны. Самые яркие моменты церемонии открытия Олимпийских игр в Токио
11:46 Названа возможная причина смерти избитого на турбазе министра Амурской области
13:55 Эксперт оценил масштабы эксплуатации «Северного потока-2»
13:41 Раскрыты новые подробности аварийной посадки Ан-28
23 июля 2021Экономика Искусственное мясо захватывает мир. Почему Россия оказалась к этому не готова?
22 июля 2021Россия «Нашел себе тайное место» История россиянина, который рискнул плавать в реках Москвы
13:39 Рублев рассказал о потоке гневных сообщений после поражения на Олимпиаде
13:34 В России снизилось производство одного социально значимого продукта
19:49, 24 июля 2021 Раскрыто число обманутых дольщиков в России
21 июля 2021Культура Дядя и хрюша. Как Николас Кейдж вновь удивляет человечество в триллере о похищении свиньи
20 июля 2021Мир Утрата ценностей. Что заставило Польшу и Венгрию пойти против всей Европы и начать борьбу с ЛГБТ и либералами?
13:14 В киргизском посольстве в Москве произошла потасовка
12:59 У заподозренного во взятках главы ГИБДД Ставрополья нашли новый особняк
13:13 Рублев вылетел с теннисного турнира на Олимпиаде в одиночном разряде
24 июля 2021Моя страна Свадьбы, похороны и медведи. Как выглядят самые странные обычаи народов России
24 июля 2021Культура «На меня смотрели как на сумасшедшего» Чистое поле, диджеи-голограммы и техно: как россиянин придумал главный рейв лета
12:52 Трамп высмеял версию о взломе компьютера сына Байдена российскими спецслужбами
19:21, 24 июля 2021 Москвичи пожалели одинокую невесту
13:04 Диетолог раскрыл способ убрать жир за две недели
23 июля 2021Спорт «Мы едем бороться!» В Токио стартуют Олимпийские игры. У кого из российских спортсменов есть шансы завоевать золото?
24 июля 2021 Ferrari Testarossa из «Полиции Майами»: что с ней теперь? Суперкар 80-х, на котором ездил легендарный кинополицейский
12:47 Путин на параде в Петербурге рассказал о новейшем вооружении и успехах ВМФ
12:53 Названы заряжающие энергией в жару продукты
12:42 Украине предрекли опасное положение из-за «Северного потока-2»
23 июля 2021Культура Ничего себе поездочка. Каким получился новый хоррор создателя «Шестого чувства» про отпуск на проклятом пляже?
23 июля 2021Наука и техника Нечем дышать. Как кислород влияет на агрессивность раковых опухолей
19:18, 24 июля 2021 Кинокритики выбрали главный хит лета
12:46 Бывший чемпион Bellator собрался в Госдуму
12:36 В Москве разбили газон из «засохших обрезков»
21 июля 2021Бывший СССР Год назад белорусы решили устроить революцию. Что стало с лидерами оппозиции, которые не смогли свергнуть Лукашенко?
22 июля 2021Мир 10 лет назад Андерс Брейвик убил 77 человек. Почему его идеи до сих пор вдохновляют последователей?
12:40 Мясников предупредил об опасности неочевидных признаков инфаркта
12:06 Двукратный олимпийский чемпион по теннису снялся с турнира в одиночном разряде
12:31 Стало известно о возникших вопросах к посадившим Ан-28 в тайге пилотам
22 июля 2021Россия «Глупо думать, что найдут разбитую пробирку» Почему в мире снова заговорили об утечке коронавируса из лаборатории?
21 июля 2021Наука и техника «Их расстреливали без суда» Почему сто лет назад советская власть травила народ газом и брала детей в заложники
11:39 Россиян предупредили о резком взлете цен на авиабилеты
11:20 В парке на юго-востоке Москвы обнаружили болотных черепах
11:49 В Подмосковье спасли уникальные мозаики
23 июля 2021Моя страна «Люди начали искать глубокие смыслы» Как Никола-Ленивец полюбился туристам, рейверам и ценителям искусства
21 июля 2021 Восточные ковбои, горы Кавказа и мистические деревни: невероятные красоты России в знаменитых на весь мир фильмах
11:09 Женская сборная России по стрельбе из лука выиграла серебро на Олимпиаде в Токио
11:30 Путин на параде в Петербурге оценил вооружение ВМФ России
10:42 Путин с катера осмотрел корабли в Петербурге и поздравил личный состав ВМФ
22 июля 2021Интернет и СМИ Спецслужбы прослушивают смартфоны главных людей на планете. Среди жертв шпионажа Макрон, Дуров, премьер-министры и короли
22 июля 2021 Рабы, расисты и супергерои: 20 лучших сериалов, вышедших в 2021 году
11:20 Останки советских и немецких солдат нашли под Ростовом-на-Дону
10:33 Россиянам назвали легальные способы платить меньше по кредиту
11:01 Москвичи нашли самый узкий тротуар столицы
23 июля 2021 Забытые концепты: Lancia Fulvia Coupe Лучшая Lancia XXI века, которая появилась не в то время и не в том месте
10:27 Женская сборная России по стрельбе из лука гарантировала себе медали
10:27 Учительница из Москвы под предлогом маленькой зарплаты украла миллион рублей
10:00 Появилось видео главного боя UFC Vegas 32
10:07 92-летняя продавщица цветов разжалобила москвичей
09:36 Врачи рассказали о влиянии коронавируса на внимание и память
09:54 Вор в законе Хаджи Бейлаганский получил титул за убийство советника Деда Хасана
09:25 Раскрыты подробности убийства оперативника МВД бандой киллеров из Подмосковья
09:20 Путин прибыл в Кронштадт для осмотра кораблей перед парадом ВМФ
08:58 Полковник СКР раскрыл роль убитого советника Деда Хасана в воровской войне
08:57 Хирург предупредил о смертельно опасной болезни беременных женщин
08:56 Четыре человека погибли в ДТП с грузовиком в Подмосковье
08:51 Названы российские регионы-лидеры по числу людей с психическими расстройствами
08:44 В России создадут беспилотник с грузоподъемностью в тонну
08:24 Аттракцион рухнул на людей в парке развлечений и попал на видео
08:29 Раскрыты детали про убивавшую россиян ради квартир банду киллеров из Подмосковья
08:10 Российская чемпионка Олимпиады раскрыла ошибку судей в момент решающего выстрела
07:53 Москвичи пожаловались на поющих в подвале масонов